一种电磁波平面螺旋天线

本技术涉及射频天线，特别是涉及一种电磁波平面螺旋天线。

背景技术：

1、轨道角动量(orbital angular momentum,oam)为信息传输提供了新的物理维度，得益于oam模式的无穷性和独立正交性，携带oam的涡旋电磁波在无线通信、雷达成像、运动目标检测、无损检测等方面具有广泛的应用潜力。

2、涡旋电磁波的产生是其得以广泛应用的前提，宽带多模涡旋电磁波是追求和研究的目标。阿基米德平面螺旋天线可近似为圆形行波天线，由于其易嵌套、非频变的特点，引起人们的广泛关注。目前已有单臂、双臂、多臂等不同臂数的螺旋天线，同时还有内外馈电、不平衡馈电、多环嵌套等不同天线结构，实现单频多模、宽带多模等特性的涡旋电磁波产生，以应对不同的应用场景需求。然而，不同oam模态的公共带宽仍相对较窄，无疑限制了oam在雷达成像、目标检测等方面的进一步应用。

3、有鉴于此，本申请旨在提供一种电磁波平面螺旋天线，以改变宽带多模涡旋电磁波的生成方式，同时拓宽不同给oam模态的公共带宽，以更好地满足涡旋电磁波的应用。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本实用新型提供一种电磁波平面螺旋天线，其通过表面加载二极管，在生成宽带多模涡旋电磁波的同时，拓宽不同oam模态的共同工作频率范围，最终产生宽带公共带宽、多oam模态涡旋电磁波，从而以实现更好的应用效果。

2、本实用新型采用的技术方案是：

3、一种电磁波平面螺旋天线，包括圆形介质基板、四臂阿基米德微带螺旋线、四个pin二极管、金属接地圆环、金属圆盘和馈电网络，所述四臂阿基米德微带螺旋线由四根螺旋线均匀绕设于所述圆形介质基板顶端形成，且四根所述螺旋线的起始绕设位置与所述圆形介质基板的圆心间隔设置，四根所述螺旋线上分别设有断开口，四个所述pin二极管分设于四根所述螺旋线上的断开口位置，以连接所述螺旋线的断开口的两端，所述金属圆环和所述金属圆盘设置于所述圆形介质基板底端，且所述金属圆盘和所述圆形介质基板底端对应四根所述螺旋线起始位置处分别设置有连接通孔，用于连接所述馈电网络。

4、进一步地，所述圆形介质基板、所述四臂阿基米德微带螺旋线、所述金属接地圆环和所述金属圆盘同心设置。

5、进一步地，四根所述螺旋线的末端饶设位置环状均匀分布排列。

6、进一步地，所述馈电网络由四个同轴线组成。

7、进一步地，四个所述同轴线分别设为50ω同轴线，且所述同轴线的轴线方向与所述圆形介质基板的切线方向垂直设置。

8、进一步地，该四个所述同轴线分别具有内导体和外导体，所述内导体穿过所述连接通孔、与所述螺旋线的起始位置相连，所述外导体与所述金属接地圆环相接。

9、进一步地，所述四臂阿基米德微带螺旋线和所述金属圆盘分别印制设置于所述圆形介质基板。

10、进一步地，还包括金属反射板，所述金属反射板间隔所述圆形介质基板设置，用于提供定向辐射。

11、本实用新型的有益效果如下：

12、本实用新型提供的电磁波平面螺旋天线，包括圆形介质基板、四臂阿基米德微带螺旋线、四个pin二极管、金属接地圆环、金属圆盘和馈电网络，所述四臂阿基米德微带螺旋线由四根螺旋线均匀绕设于所述圆形介质基板顶端形成，且四根所述螺旋线的起始绕设位置与所述圆形介质基板的圆心间隔设置，四根所述螺旋线上分别设有断开口，四个所述pin二极管分设于四根所述螺旋线上的断开口位置，以连接所述螺旋线的断开口的两端，所述金属接地圆环和所述金属圆盘设置于所述圆形介质基板底端，且所述金属圆盘和所述圆形介质基板底端对应四根所述螺旋线起始位置处分别设置有连接通孔，用于连接所述馈电网络，本实用新型通过表面加载二极管，在生成宽带多模涡旋电磁波的同时，拓宽不同oam模态的共同工作频率范围，最终产生宽带公共带宽、多oam模态涡旋电磁波，从而以实现更好的应用效果。

技术特征：

1.一种电磁波平面螺旋天线，其特征在于，包括圆形介质基板、四臂阿基米德微带螺旋线、四个pin二极管、金属接地圆环、金属圆盘和馈电网络，所述四臂阿基米德微带螺旋线由四根螺旋线均匀绕设于所述圆形介质基板顶端形成，且四根所述螺旋线的起始绕设位置与所述圆形介质基板的圆心间隔设置，四根所述螺旋线上分别设有断开口，四个所述pin二极管分设于四根所述螺旋线上的断开口位置、以连接所述螺旋线的断开口的两端，所述金属接地圆环和所述金属圆盘设置于所述圆形介质基板底端，且所述金属圆盘和所述圆形介质基板底端对应四根所述螺旋线起始位置处分别设置有连接通孔，用于连接所述馈电网络。

2.根据权利要求1所述的电磁波平面螺旋天线，其特征在于，所述圆形介质基板、所述四臂阿基米德微带螺旋线、所述金属接地圆环和所述金属圆盘同心设置。

3.根据权利要求1所述的电磁波平面螺旋天线，其特征在于，四根所述螺旋线的末端饶设位置环状均匀分布排列。

4.根据权利要求1所述的电磁波平面螺旋天线，其特征在于，所述馈电网络由四个同轴线组成。

5.根据权利要求4所述的电磁波平面螺旋天线，其特征在于，四个所述同轴线分别设为50ω同轴线，且所述同轴线的轴线方向与所述圆形介质基板的切线方向垂直设置。

6.根据权利要求5所述的电磁波平面螺旋天线，其特征在于，该四个所述同轴线分别具有内导体和外导体，所述内导体穿过所述连接通孔、与所述螺旋线的起始位置相连，所述外导体与所述金属接地圆环相接。

7.根据权利要求1所述的电磁波平面螺旋天线，其特征在于，所述四臂阿基米德微带螺旋线和所述金属圆盘分别印制设置于所述圆形介质基板。

8.根据权利要求1所述的电磁波平面螺旋天线，其特征在于，还包括金属反射板，所述金属反射板间隔所述圆形介质基板设置，用于提供定向辐射。

技术总结本技术涉及射频天线技术领域，具体涉及一种电磁波平面螺旋天线，包括圆形介质基板、四臂阿基米德微带螺旋线、四个PIN二极管、金属接地圆环、金属圆盘和馈电网络，四臂阿基米德微带螺旋线由四根螺旋线绕设于圆形介质基板顶端形成，PIN二极管分设于螺旋线上的断开口位置，以连接螺旋线的断开口的两端，金属接地圆环和金属圆盘设置于圆形介质基板底端，且金属圆盘和圆形介质基板底端对应四根螺旋线起始位置处分别设置有连接通孔，用于连接馈电网络，本技术通过表面加载二极管，在生成宽带多模涡旋电磁波的同时，拓宽不同OAM模态的共同工作频率范围，最终产生宽带公共带宽、多OAM模态涡旋电磁波，从而以实现更好的应用效果。技术研发人员：王鹏程,杨阳,沈飞,张志鹏受保护的技术使用者：东莞理工学院技术研发日：20240321技术公布日：2024/11/7